鄭州大學《Small》：MoSe/石墨烯作為鋰有機硫化物電池的高效主體和催化劑
發布時間：
2023-08-08
有機硫化物是很有前途的可充電鋰電池高容量陰極材料。然而，緩慢的動力學和較低的利用率阻礙了其在電池中的實際應用。合理設計氧化還原介質并確定其活性分子仍然是一項艱巨的挑戰。目前，作為過渡金屬二硫族化合物的后起之秀，很少有層狀MoSe2修飾的還原氧化石墨烯（rGO）(MoSe2@rGO)具有高電子電導率和窄能帶的有機硫化物被用于操縱電催化氧化還原動力學，從而提高電池性能。
本文，鄭州大學郭瑋 教授團隊在《Small》期刊發表名為“MoSe2@rGO as Highly Efficient Host and Catalyst for Li-Organosulfide Battery”的論文，研究報告了一種特殊的 MoSe2@rGO，其Se缺陷材料由生長在rGO上的二維 MoSe2 獲得，用于鋰二五亞甲基四硫醚（Li-PMTT）電池。具有 Se 缺陷的 MoSe2@rGO 具有較大的比表面積和足夠的孔隙，對有機硫化物的轉化反應具有出色的催化能力。因此，PMTT@MoSe2@rGO陰極在0.5C條件下的第一個循環就能產生405mAh g-1 的高可逆容量，并能在300個循環后保持238.3 mAh g-1 的比容量。這項工作有助于了解有機硫化物電化學的快速和持久性能，為開發切實可行的鋰-有機硫化物電池材料設計帶來了巨大希望。
綜上所述，本文設計了一種導電主體材料MoSe2@rGO對于由rGO和MoSe2組成的具有Se缺陷的Li-PMTT電池，Se缺陷生長在rGO表面。MoSe2@rGO 對充放電產物具有吸附和催化的協同作用，可以提高鋰-PMTT 電池的電化學性能。因此，PMTT@MoSe2@rGO 正極具有極佳的循環性能，在 0.5C下循環300次后，比容量高達 238.3mAh g-1。此外，在PMTT負載為 6.34mg cm-2 和電解液用量為5.58µL mg-1的低水平條件下，Li-PMTT 電池可循環60次，比容量保持在 236.3 mAh g-1 的較理想水平。值得注意的是，PMTT 負載為4.4mg cm-2的袋式電池在0.1C下循環100次后，比容量仍可達到189.05mAh g-1。有機硫化物與無機介質的有效結合為高性能鋰電池的設計提供了新的前景。
文獻：
https://doi.org/10.1002/smll.202304175
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